Forskning for korrosionsbestandighed af varmdyppet galvalume-belægning

Varmdyppede Zn55Al1.6Si galvalume-belægninger er blevet brugt i vid udstrækning inden for mange områder såsom bilindustrien, skibsbygning, maskinindustrien osv., ikke kun på grund af dens bedre anti-korrosive ydeevne end zinkbelægningen, men også på grund af dens lave omkostninger (den prisen på Al er lavere end prisen på Zn på nuværende tidspunkt). Sjældne jordarter som La kan hindre kalkvækst og øge kalkadhæsionen, og de er derfor blevet brugt til at beskytte stål og andre metallisk legeringer mod oxidation og korrosion. Der er dog kun få litteratur offentliggjort om påføring af La i varmdyppet galvalume-belægning, og i dette papir blev virkningerne af La-tilsætningen på den varmdyppede galvalume-belægning undersøgt korrosionsbestandighed.

Eksperimentel

[1] Varmdypning

Varmdyppede Zn-Al-Si-La-legeringsbelægninger indeholdende 0,0.02 vægt%, 0.05 vægt%, 0.1 vægt% og 0.2 vægt% La blev påført på Ф 1 mm blød ståltråd. Processen var som følger: rensning for at fjerne rust og fedtning ved supersonisk bølge (55 °C)→rensning med vand→ fluxing (85 °C)→tørring (100~200 °C) varmdypning (640~670 °C, 3~5 s).

[2]Vægttabstest

Vægttabstesten blev målt ved kobberaccelereret eddikesyresaltspraytest (CASS) og nedsænkningskorrosionstest udført i et saltspraykammer og 3.5% NaCl-opløsning. Efter testene blev de ætsende produkter fjernet med mekaniske midler, skyllet med rindende vand, derefter tørret med koldblæsningsluft, og vægttabet blev målt med elektronisk vægt. I begge tilfælde tre parallel prøver blev lavet for at få mere præcise resultater. Testtiden var 120 timer for CASS-test og 840 timer for nedsænkningstest.

[3]Elektrokemisk test

Elektrokemisk test blev udført af IM6e elektrokemisk arbejdsstation leveret af Tyskland, hvor platinpladen blev brugt som modelektrode, mættet calomel-elektrode som referenceelektrode og varmdyppet Zn-Al-Si-La-belægninger af blødt ståltråd som arbejdselektrode. Det korroderende medium var 3.5% NaCl-opløsning. Overfladearealet udsat for testopløsningen var 1 cm2. Elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS) målinger blev udført med frekvensområdet fra 10 kHz op til 10 mHz, bredden af ​​det sinusformede spændingssignal var 10 mV (rms). Svage polarisationskurver blev registreret i spændingsområdet fra -70 mV til 70 mV var scanningshastigheden 1 mV/s. I begge tilfælde startede eksperimentet ikke, før korrosionspotentialet forblev stabilt (en variation på mindre end 5 mV på 5 minutter).

[4]SEM og XRD undersøgelser

Overflademorfologier af prøverne blev undersøgt med SSX-550 scanningselektronmikroskop (SEM) efter korrosionstestene i saltspraykammeret og 3.5% NaCl-opløsning. Korrosionsprodukterne dannet på overfladen af ​​prøverne i saltsprayen og 3.5% NaCl-opløsningen blev testet under anvendelse af PW-3040160 røntgendiffraktion (XRD).

Resultater og diskussion

[1] Korrosionsbestandighed
[1.1] Vægttab
Fig. 1 illustrerer resultaterne af vægttabstestene i saltsprøjteskabet og 3.5 % NaCl-opløsning. Korrosionshastigheden af ​​prøverne i begge tilfælde faldt først med stigende La-indhold op til 0.05 vægt% og steg derefter med yderligere stigende La-indhold. Derfor blev den bedste korrosionsbestandighed oplevet i belægningerne indeholdende 0.05 vægt% La. Det viste sig, at der under nedsænkningstesten blev fundet rød rust tidligst på 0 vægt% La belægningsoverfladen i 3.5% NaCl opløsning, men indtil nedsænkningsprøven sluttede, var der ingen rød rust på 0.05 vægt% La belægningsoverfladen .

2.1.2 Elektrokemisk test

Fig. 2 viser svage polarisationskurver for Zn-Al-Si-La-legeringsbelægninger i 3.5 % NaCl-opløsning. Det kan ses, at formen af ​​svage polarisationskurver viste få forskelle, og korrosionsprocessen af ​​alle slags legeringsbelægninger blev styret af katodisk reaktion. Tafel-tilpasningsresultaterne baseret på de svage polarisationskurver i fig. korrosionshastighed blev opnået med 2 vægt% La.

Fig. 3 repræsenterer Nyquist-diagrammerne optaget for belægninger med forskellige mængder af La-tilsætning udsat for 3.5 % NaCl-opløsning i 0.5 time. I alle tilfælde var der to buer, hvilket betød to-tidskonstanter. Den, der optrådte ved høj frekvens, repræsenterede dielektriske karakteristika for legeringsbelægningen, mens den ved lav frekvens svarede til substratet af blødt stål i porerne (dvs. belægningsfejl). Efterhånden som La-tilsætningen steg, øgedes diameteren af ​​højfrekvent lysbue, denne effekt var mere udtalt i tilfælde af Zn55Al1.6Si0.05La-legeringsbelægning. Med yderligere forøgelse af La-indholdet faldt diameteren af ​​højfrekvent lysbue imidlertid omvendt. I mellemtiden hældede midten af ​​alle buerne til fjerde kvadrant, hvilket indikerer, at spredningseffekten skete på elektrodeoverfladen. Under denne betingelse kan der opnås bedre resultater ved at bruge CPE (konstant faseelement) i stedet for ren kapacitans, hvilket blev demonstreret af andre forskningsgrupper.